[發(fā)明專利]一種10kV單相接地故障模擬裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111642404.7
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN114280423A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王秀茹;劉剛;邱冬;韓少華;龐吉年;毛王清;王晗雯;葛萱
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 南京品智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 張明昌

本發(fā)明提出的是一種10kV單相接地故障模擬裝置，其結(jié)構(gòu)包括相控開關(guān)柜，大功率電阻柜，弧光模擬裝置柜；其中，相控開關(guān)柜的出線端與大功率電阻柜的進(jìn)線端連接，大功率電阻柜的出線端與弧光模擬裝置柜的進(jìn)線端連接。本發(fā)明支持多種系統(tǒng)接地方式，包括中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)；本發(fā)明模擬故障類型多樣，可實(shí)現(xiàn)單相經(jīng)過渡電阻接地、穩(wěn)定弧光接地、間歇性弧光接地、斷線接地、電阻?弧光接地等多種故障場景的模擬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種10kV單相接地故障模擬裝置，屬于配電網(wǎng)故障檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)單相接地故障造成的接地電弧、弧光接地過電壓、跨步電壓等問題容易導(dǎo)致電氣火災(zāi)、短路故障和人身安全事故；近年來，為解決配電網(wǎng)單相接地故障這一難題，國內(nèi)外涌現(xiàn)出大量新型接地故障處理技術(shù)和裝置，但在現(xiàn)場的應(yīng)用效果并不理想；主要原因是配電網(wǎng)接地故障特征極其復(fù)雜，容易受到系統(tǒng)條件、故障媒介的影響，采用傳統(tǒng)的數(shù)字仿真試驗(yàn)或動(dòng)模試驗(yàn)難以模擬現(xiàn)場的真實(shí)故障特征，難以反映被測設(shè)備或技術(shù)在現(xiàn)場條件下的真實(shí)性能，為提高研發(fā)和檢測工作的效率，必須提供一種能高度還原現(xiàn)場接地故障場景和特征的試驗(yàn)裝置。

2019年，國網(wǎng)設(shè)備部《關(guān)于加強(qiáng)大城市配電電纜網(wǎng)單相接地故障快速處置工作的通知》（設(shè)備配電（2019）64號(hào)文）中明確要求接地故障選線跳閘裝置須經(jīng)過真型試驗(yàn)驗(yàn)證；市場上目前10kV配電網(wǎng)故障模擬裝置可模擬的故障過渡電阻檔位有限，不能實(shí)現(xiàn)故障過渡電阻的靈活調(diào)節(jié)，也不能模擬1000Ω及以上高阻接地故障，且受限制于功率不能支持較大的系統(tǒng)容流，如小電阻接地系統(tǒng)；同時(shí)傳統(tǒng)故障模擬裝置有故障初相角不可控、間歇性弧光接地故障模擬場景受限等局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的是一種10kV單相接地故障模擬裝置，其目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)無法模擬單相接地故障現(xiàn)場場景和特征的問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種10kV單相接地故障模擬裝置，其結(jié)構(gòu)包括相控開關(guān)柜，大功率電阻柜，弧光模擬裝置柜；其中，相控開關(guān)柜的出線端與大功率電阻柜的進(jìn)線端連接，大功率電阻柜的出線端與弧光模擬裝置柜的進(jìn)線端連接。

進(jìn)一步地，所述相控開關(guān)柜包括進(jìn)線穿墻套管1，電流互感器2，三相五柱電壓互感器3，相控開關(guān)4，交換機(jī)5，合閘角控制器6，高頻故障錄波儀7，接觸器組8；其中，進(jìn)線穿墻套管1與電流互感器2連接，電流互感器2分別與三相五柱電壓互感器3、相控開關(guān)4連接，相控開關(guān)4與接觸器組8連接，接觸器組8上有預(yù)留測試接口9，合閘角控制器6、高頻故障錄波儀7分別由網(wǎng)線與交換機(jī)5相連。

進(jìn)一步地，所述相控開關(guān)4包括三個(gè)故障觸發(fā)開關(guān)，三個(gè)故障觸發(fā)開關(guān)分別為A相故障觸發(fā)開關(guān)S1、B相故障觸發(fā)開關(guān)S2、C相故障觸發(fā)開關(guān)S3；所述三相五柱電壓互感器3的二次側(cè)端子與合閘角控制器6的電壓采集端子連接，電流互感器2的二次側(cè)端子與合閘角控制器6的電流采集端子連接，相控開關(guān)4的A相故障觸發(fā)開關(guān)S1、B相故障觸發(fā)開關(guān)S2、C相故障觸發(fā)開關(guān)S3的合分閘接點(diǎn)分別與合閘角控制器6的A相遙控開出端子、B相遙控開出端子、C相遙控開出端子連接。

進(jìn)一步地，所述合閘角控制器6通過三相五柱電壓互感器3采集進(jìn)線側(cè)電網(wǎng)接入點(diǎn)電壓信號(hào)，合閘角控制器6通過電流互感器2采集故障點(diǎn)電流型號(hào)，通過衛(wèi)星時(shí)間同步裝置使用IRIG-B時(shí)間編碼對(duì)時(shí)確保時(shí)間精準(zhǔn)同步；合閘角控制器6用于控制相控開關(guān)4在精確時(shí)刻合閘以觸發(fā)故障，合閘角控制器6接收上位機(jī)發(fā)出的合閘時(shí)間及故障觸發(fā)角度指令，采集電壓信號(hào)監(jiān)聽電壓過零點(diǎn)，在達(dá)到指定合閘時(shí)刻后，根據(jù)電壓過零點(diǎn)計(jì)算相控開關(guān)合閘時(shí)間，并通過提前測試設(shè)定的相控開關(guān)合閘動(dòng)作延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償修正，控制相控開關(guān)合閘，確保相控開關(guān)合閘時(shí)刻電壓初相角為上位機(jī)指令設(shè)定的角度；所述合閘角控制器的控制算法流程包括如下步驟：

步驟1：接收本地人機(jī)界面或者上位機(jī)設(shè)置的參考相及故障合閘角度并保存；

步驟2：實(shí)時(shí)采集電壓，計(jì)算系統(tǒng)的頻率，并根據(jù)頻率的大小與采樣率的大小調(diào)整抽樣步長并在每周波內(nèi)保存64點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)；